成像装置和成像设备的制作方法

成像装置和成像设备
1.本技术是申请日为2017年4月3日、发明名称为“固体摄像装置和摄像设备”的申请号为201780030726.1的专利申请的分案申请。
技术领域
2.本技术涉及固体摄像装置和摄像设备，特别地，涉及一种能够切换当将入射光转换为图像信号时的转换效率的固体摄像装置和摄像设备。


背景技术：

3.过去，已经使用了一种通过扩大动态范围从而提高了可视性的摄像设备。在低的光强度下，该摄像设备以高的转换效率生成图像信号，并提高信噪比(signal
‑
to
‑
noise ratio)。这里，转换效率是图像信号电压的变化量相对于与照射在像素上的光对应地产生的电荷的变化量的比率。相反，在高的光强度下，将转换效率降低，并且防止图像信号电压饱和。通过该过程，能够扩大动态范围，并且能够在较宽范围内的入射光量中提高可视性。作为这种摄像设备，例如，已经提出了如下的一种系统，其包括：光电转换部；用于累积由所述光电转换部获得的电荷的电荷电压转换部；以及用于向所述电荷电压转换部添加电容的电容切换开关(例如，见专利文献1)。
4.[引用文献列表]
[0005]
[专利文献]
[0006]
专利文献1：日本专利申请特开jp 2014
‑
112580a


技术实现要素：

[0007]
[要解决的技术问题]
[0008]
在上述相关技术中，在低的光强度下，由光电转换部获得的电荷被累积在电荷电压转换部中，并且所累积的电荷量被转换为电压信号以供输出。相反，在高的光强度下，当把光电转换部所获得的电荷累积在电荷电压转换部中时，通过使用电容切换开关向该电荷电压转换部添加电容。也就是说，在高的光强度下，增加了该电荷电压转换部的电容。当电容被增加了时，相对于在电荷电压转换部中所累积的电荷的变化量的电压的变化量就减小了。因此，降低了转换效率，并且防止了图像信号电压饱和。然而，在上述相关技术中，需要使用电荷累积部和该电荷累积部的控制装置来切换图像信号的转换效率。因此，出现了像素面积增大的问题。
[0009]
本技术是鉴于上述情况而作出的，并且本发明的目的在于：能够在防止像素面积增大同时切换像素的转换效率，并且能够扩大动态范围。
[0010]
[解决问题的技术方案]
[0011]
本技术是为了解决上述问题而提出的。根据本技术的第一方面，提供了一种固体摄像装置，该固体摄像装置包括：多个像素，所述多个像素各自包括用于产生与照射光对应的电荷的光电转换部、用于保持所产生的电荷的电荷保持部、以及用于生成与所保持的电
荷对应的信号以作为图像信号的信号生成部；像素连接部，所述像素连接部在所述多个像素的多个所述电荷保持部之间导通，由此允许由所述多个像素中的一个像素的所述光电转换部产生的电荷被所述多个像素的每一个所述电荷保持部保持；以及像素复位部，当所述像素连接部在所述多个像素的各个所述电荷保持部之间导通时，所述像素复位部将所述多个像素的各个所述电荷保持部的电荷排出且复位。通过该过程，带来了如下一种作用：使得由多个像素中的一个像素的光电转换部产生的电荷被所述多个像素的各个电荷保持部保持，并且与所保持的电荷对应地生成了图像信号。
[0012]
此外，在本技术的第一方面中，所述多个像素各自还可以包括：第二电荷保持部，其保持所述产生的电荷；以及保持电荷控制部，其在所述电荷保持部与所述第二电荷保持部之间导通，由此允许所述产生的电荷被所述电荷保持部和所述第二电荷保持部保持。通过该过程，带来了如下一种作用：使得由所述光电转换部产生的电荷被所述电荷保持部和所述第二电荷保持部保持，并且与所产生的电荷对应地生成了图像信号。
[0013]
此外，在本技术的第一方面中，当所述电荷复位部将所述电荷保持部的电荷排出时，所述保持电荷控制部可以在所述电荷保持部与所述第二电荷保持部之间导通，从而将所述第二电荷保持部的电荷排出。通过该过程，带来了如下的作用：使得所述电荷保持部和所述第二电荷保持部复位。
[0014]
此外，在本技术的第一方面中，所述像素连接部和所述像素复位部均可以由具有基本相同形状的mos晶体管构成。通过该过程，带来了如下的作用：使得所述像素连接部和所述像素复位部由具有基本相同形状的mos晶体管构成。
[0015]
此外，在本技术的第一方面中，所述像素复位部可以连接到所述多个像素中的一个像素的所述电荷保持部，并且所述像素连接部可以被布置在所述多个像素中的除了与所述像素复位部连接的所述一个像素之外的另一个像素附近，并且同时，所述另一个像素和所述像素连接部可以形成为具有跟与所述像素复位部连接的所述一个像素及所述像素复位部的形状基本相同的形状。通过该过程，带来了如下一种作用：使得所述像素连接部被布置在某像素附近，并且所述像素连接部和该像素被形成为具有跟所述像素复位部的形状和与所述像素复位部连接的那个像素的形状基本相同的形状。
[0016]
此外，在本技术的第一方面中，所述像素连接部可以在所述多个像素中的相邻像素的所述电荷保持部之间导通。通过该过程，带来了如下的作用：使得相邻像素的所述电荷保持部与所述像素连接部连接。
[0017]
此外，在本技术的第一方面中，所述多个像素各自还可以包括保持所述产生的电荷的辅助电荷保持部，并且所述电荷保持部可以保持由所述辅助电荷保持部保持的电荷。通过该过程，带来了如下一种作用：使得由所述光电转换部产生的电荷被所述辅助电荷保持部保持，并且已经由所述辅助电荷保持部保持的电荷被所述电荷保持部保持。
[0018]
此外，在本技术的第一方面中，所述多个像素各自可以包括多个光电转换部，并且由所述多个光电转换部中的一个光电转换部产生的电荷可以被各个所述电荷保持部保持。通过该过程，带来了如下一种作用：使得由所述多个光电转换部产生的电荷由一个电荷保持部保持。
[0019]
根据本技术的第二方面，提供了一种固体摄像装置，其包括：多个像素，所述多个像素各自包括产生与照射光对应的电荷的光电转换部、保持所述产生的电荷的电荷保持
部、以及生成与所保持的电荷对应的信号以作为图像信号的信号生成部；多个像素连接电荷部，所述多个像素连接部在所述多个像素之中的两个像素的多个所述电荷保持部之间导通，由此允许由所述两个像素之中的一个像素的所述光电转换部产生的电荷被所述两个像素的每一个电荷保持部保持；以及像素复位部，当所述多个像素连接部在所述多个像素的各个电荷保持部之间导通时，所述像素复位部将所述多个像素的各个电荷保持部的电荷排出且复位。通过该过程，带来了如下一种作用：使得所述多个像素之中的一个像素的光电转换部产生的电荷被所述多个像素的各个电荷保持部保持，并且与所保持的电荷对应地生成了图像信号。
[0020]
根据本技术的第三方面，提供了一种摄像设备，其包括：多个像素，所述多个像素各自包括产生与照射光对应的电荷的光电转换部、保持所述产生的电荷的电荷保持部、以及生成与所述保持的电荷对应的信号以作为图像信号的信号生成部；像素连接部，所述像素连接部在所述多个像素的多个所述电荷保持部之间导通，由此允许由所述多个像素之中的一个像素的所述光电转换部产生的电荷被所述多个像素的每一个电荷保持部保持；像素复位部，当所述像素连接部在所述多个像素的各个电荷保持部之间导通时，所述像素复位部将所述多个像素的各个电荷保持部的电荷排出且复位；以及处理电路，其处理所生成的图像信号。通过该过程，带来了如下一种作用：使得由所述多个像素中的一个像素的光电转换部产生的电荷被所述多个像素的各个所述电荷保持部保持，并且与所保持的电荷对应地生成了图像信号。
[0021]
[本发明的有益效果]
[0022]
根据本技术，能够发挥出如下优异效果：能够在防止像素面积增大的同时切换像素的转换效率，并且能够扩大动态范围。此外，本文公开的有益效果不一定限于此，并且可以是在本公开的期间内披露的任何有益效果。
附图说明
[0023]
图1是示出根据本技术的实施例的摄像设备10的构造示例的图。
[0024]
图2是示出根据本技术的第一实施例的像素阵列部100的构造示例的图。
[0025]
图3是示出根据本技术的实施例的水平驱动部300的构造示例的图。
[0026]
图4是示出根据本技术的第一实施例的入射光量与图像信号电压之间的关系的示例的图。
[0027]
图5是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的示例的图。
[0028]
图6是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的另一示例的图。
[0029]
图7是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的又一示例的图。
[0030]
图8是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的再一示例的图。
[0031]
图9是示出根据本技术的第一实施例的入射光量与图像信号电压之间的关系的另一示例的图。
[0032]
图10是示出根据本技术的第一实施例的像素的构造示例的示意性顶视图。
[0033]
图11是示出根据本技术的第一实施例的像素的另一构造示例的示意性顶视图。
[0034]
图12是示出根据本技术的第一实施例的变形例的像素阵列部100的构造示例的图。
[0035]
图13是示出根据本技术的第二实施例的像素阵列部100的构造示例的图。
[0036]
图14是示出根据本技术的第三实施例的像素阵列部100的构造示例的图。
[0037]
图15是示出根据本技术的第四实施例的像素阵列部100的构造示例的图。
具体实施方式
[0038]
以下，将说明用于实施本技术的方式(以下，称为实施例)。说明将按以下顺序进行。
[0039]
1.第一实施例(两个像素的电荷保持部被连接的示例)
[0040]
2.第二实施例(三个像素的电荷保持部被连接的示例)
[0041]
3.第三实施例(应用全局快门系统的示例)
[0042]
4.第四实施例(像素具有多个光电转换部的示例)
[0043]
<1.第一实施例>
[0044]
[摄像设备的构造]
[0045]
图1是示出根据本技术的实施例的摄像设备10的构造示例的图。摄像设备10包括像素阵列部100、垂直驱动部200、水平驱动部300、自动增益控制(agc：automatic gain control)部400、模数转换(adc：analog
‑
digital conversion)部500和控制部600。
[0046]
像素阵列部100根据入射光生成图像信号。具有光电转换部的像素以二维矩阵的方式布置着，从而构成像素阵列部100。此外，在像素阵列部100中，用于将控制信号传送到像素的信号线和用于传送由像素生成的图像信号的信号线以x
‑
y矩阵的方式布线着。稍后将说明像素阵列部100的构造细节。
[0047]
垂直驱动部200产生控制信号并将该控制信号输出到像素阵列部100。垂直驱动部200包括移位寄存器和解码器，并在布置于像素阵列部100中的像素的每一行中产生控制信号以供输出。
[0048]
水平驱动部300处理由像素阵列部100产生的图像信号。由布置于像素阵列部100中的像素产生的图像信号逐行地被输入到水平驱动部300中。由水平驱动部300处理后的图像信号被输出到自动增益控制部400。稍后将说明水平驱动部300的构造细节。
[0049]
自动增益控制部400放大从水平驱动部300输出的图像信号。在放大时，自动增益控制部400执行增益的自动控制。放大的图像信号被输出到模数转换部500。
[0050]
模数转换部500执行模数转换。模数转换部500对从自动增益控制部400输出的图像信号进行模数转换，并在转换后输出数字图像信号。从模数转换部500输出的图像信号形成摄像设备10的输出图像信号。
[0051]
控制部600控制整个摄像设备10。控制部600产生作为垂直驱动部200等的操作的基准的驱动信号，并将该驱动信号输出到垂直驱动部200等，从而进行控制。此外，基于从水平驱动部300输出的图像信号，控制部600还执行稍后说明的像素阵列部100的像素中的转换效率的转换。
[0052]
[像素阵列部100的构造]
[0053]
图2是示出根据本技术的第一实施例的像素阵列部100的构造示例的图。该图示出了像素阵列部100的一部分。
[0054]
该图中示出的像素阵列部100包括：像素110、120、140和150；像素复位部103和
106；以及像素连接部104和107。此外，在像素阵列部100中，信号线101和102被布置且布线在像素110、120、140和150上。
[0055]
像素110、120、140和150根据入射光产生图像信号。稍后将说明像素110、120、140和150的构造细节。
[0056]
像素复位部103将像素110等复位。像素复位部103将像素110等中所保持的电荷排出，从而进行复位。稍后将说明像素复位部103的构造细节。
[0057]
像素连接部104和107在稍后说明的像素110等的电荷保持部之间导通，从而共同保持多个像素110等的电荷保持部的电荷。稍后将说明像素连接部104等的构造细节。
[0058]
信号线101是用于将控制信号等传送到像素110等的信号线。如图所示，信号线101具有复位信号线rst(reset)1、转换效率切换信号线cec(conversion efficiency change)1和cec2、以及传输门信号线tr(transfer)1和tr2。此外，信号线101还具有选择信号线sel(select)1和sel2、浮动扩散部连接信号线fdc(floaing diffusion connect)2、以及电源线vdd。在上面这些线之中，除了电源线vdd之外的信号线被布置在布置于像素阵列部100中的像素110等的每一行中，并且被布线在共同构成该行的像素110等中。具体地，这些信号线传输每行中不同的控制信号，并且公共控制信号被传输到布置于一行中的像素110等。转换效率切换信号线cec1和cec2是用于传输如下控制信号的信号线：该控制信号用于改变布置于一行中的像素的电荷保持部(稍后说明)的电容并且用于切换转换效率。传输门信号线tr1和tr2是用于传输如下控制信号的信号线：该控制信号用于将由布置于一行中的像素的光电转换部(稍后说明)产生的电荷传送到电荷保持部。选择信号线sel1和sel2是用于传输如下控制信号的信号线：该控制信号用于同时选择布置于一行中的像素。
[0059]
在该图中，布置于每行中的信号线由赋予给该信号线的行号标识。例如，转换效率切换信号线cec1和cec2分别表示布置于第一行和第二行中的转换效率切换信号线cec。复位信号线rst1是用于传输如下控制信号的信号线：该控制信号用于使布置于多个行中的像素复位。浮动扩散部连接信号线fdc2是用于传输如下控制信号的信号线：该控制信号用于在布置于多个行中的像素的各个电荷保持部之间导通。甚至这些信号线也是用赋予给它们的行号来识别的。
[0060]
如稍后所述，这些信号线连接到mos晶体管的栅极电极。当将不小于mos晶体管的栅极电极与源极电极之间的阈值电压的电压(以下，称为接通信号(on
‑
signal))输入到这些信号线时，所涉及的mos晶体管就保持导通状态。注意，电源线vdd公共地布线在布置于像素阵列部100中的所有像素110等上。由信号线101传送的控制信号是由垂直驱动部200产生的。
[0061]
信号线102是用于传输由像素110等产生的图像信号的信号线。此外，信号线102被布置在布置于像素阵列部100中的像素110等的每列中，并且公共地布线在构成该列的像素110等上。具体地，信号线102传输每列中的图像信号。由信号线102传送的图像信号被输入到水平驱动部300。此外，接地线被布线在像素阵列部100的所有像素110等上。注意，像素阵列部100是权利要求中所述的固体摄像装置的示例。
[0062]
[像素的构造]
[0063]
将会在举例说明像素110的同时说明像素的构造。像素110包括光电转换部111、电荷传输部112、保持电荷控制部113、信号生成部114、选择部115、电荷保持部116和第二电荷
保持部117。注意，例如，n沟道mos晶体管可以被用作电荷传输部112、保持电荷控制部113、信号生成部114和选择部115。
[0064]
光电转换部111的阳极电极接地，并且其阴极电极连接到电荷传输部112的源极电极。电荷传输部112的栅极电极连接到信号线tr1，并且其漏极电极连接到保持电荷控制部113的漏极电极、信号生成部114的栅极电极、及电荷保持部116的一端。电荷保持部116的另一端接地。保持电荷控制部113的栅极电极连接到转换效率切换信号线cec1，并且其源极电极连接到第二电荷保持部117的一端。第二电荷保持部117的另一端接地。信号生成部114的漏极电极连接到电源线vdd，并且其源极电极连接到选择部115的漏极电极。选择部115的栅极电极连接到选择信号线sel1，并且其源极电极连接到信号线102。
[0065]
光电转换部111产生与照射光对应的电荷并保持该电荷。光电二极管可以用作光电转换部111。光电转换部111进行光电转换的时段相当于曝光时段。
[0066]
电荷传输部112将由光电转换部111保持的电荷传输到电荷保持部116。电荷传输部112在光电转换部111与电荷保持部116之间导通，从而传输电荷。接通信号通过传输门信号线tr1输入到电荷传输部112。
[0067]
电荷保持部116保持由电荷传输部112传输过来的电荷。也就是，电荷保持部116保持由光电转换部111产生的电荷。作为电荷保持部116，能够使用已经形成在半导体基板的扩散层中的浮动扩散部区域。电荷保持部116也是电荷
‑
电压转换装置。具体地，由于电荷保持部116是杂散电容(stray capacitance)，因此，电荷保持部116的两个电极之中的在与信号生成部114连接的这一侧上的电极的电压是与电荷保持部116保持的电荷量对应的电压。注意，电压相对于电荷保持部116保持的电荷量的比率相当于电荷
‑
电压转换的转换效率。转换效率与电荷保持部116的电容(静电电容)成反比。具体地，随着电荷保持部116的电容越多地减小，像素110的转换效率就能够越多地提高。此外，能够改善低照度环境中的可视性。然而，在转换效率高的情况下，容易引起图像信号的饱和。稍后将说明转换效率与图像信号之间的关系的细节。
[0068]
保持电荷控制部113在电荷保持部116与第二电荷保持部117之间导通，因而已经由光电转换部111产生的电荷被电荷保持部116和第二电荷保持部117保持。接通信号通过转换效率切换信号线cec1输入到保持电荷控制部113中。
[0069]
第二电荷保持部117以与电荷保持部116中类似的方式保持已经由光电转换部111产生的电荷。当保持电荷控制部113导通时，已经由光电转换部111产生的电荷被电荷保持部116和第二电荷保持部117共同保持。这相当于电荷保持部116的电容的增加，并且这允许降低上述转换效率。电容器可以用作第二电荷保持部117。
[0070]
信号生成部114与电荷保持部116所保持的电荷对应地产生信号以作为图像信号。信号生成部114放大作为电荷
‑
电压转换装置的电荷保持部116的电压，从而生成图像信号。
[0071]
选择部115将由信号生成部114生成的图像信号输出到信号线102。接通信号通过选择信号线sel1输入到选择部115。
[0072]
像素120包括光电转换部121、电荷传输部122、保持电荷控制部123、信号生成部124、选择部125、电荷保持部126和第二电荷保持部127。这些构造类似于上述像素110的构造，因此省略对其的说明。
[0073]
此外，像素连接部104的栅极电极连接到浮动扩散部连接信号线fdc2。像素连接部
104的漏极电极和源极电极分别连接到保持电荷控制部113的源极电极和电荷传输部122的漏极电极。像素连接部104在像素110的电荷保持部116与像素120的电荷保持部126之间导通。该过程允许电荷保持部116和126共同保持由光电转换部111和121中的任一个产生的电荷。根据本技术的第一实施例的像素连接部104经由保持电荷控制部113在电荷保持部116与126之间导通。该过程允许以与上述第二电荷保持部117中类似的方式增加电荷保持部116的电容。
[0074]
在这种情况下，允许现有的电荷保持部被并列地连接，并且允许增加电容，因此能够在无需添加诸如第二电荷保持部117之类的装置的前提下增加电容。此外，以与图中所示的像素阵列部100类似的方式，像素阵列部100具有第二电荷保持部117、保持电荷控制部113和像素连接部104。在这种情况下，电容可以按多个阶段发生改变，并且转换效率也可以按多个阶段发生改变。稍后将说明以多个阶段的方式实施的转换效率的切换。此外，在如图所示的像素阵列部100中，像素连接部104在相邻像素110和120的电荷保持部116和126之间导通。该过程允许缩短像素连接部104的布线线路，并允许减小布线电阻。像素连接部104在两个像素(像素110和120)的电荷保持部之间导通。此外，像素连接部104能够在三个以上像素的电荷保持部之间导通，并且允许由一个光电转换部产生的电荷被三个以上的电荷保持部保持。
[0075]
此外，像素复位部103的栅极电极连接到复位信号线rst1。像素复位部103的漏极电极和源极电极分别连接到电源线vdd和电荷传输部112的漏极电极。像素复位部103排出由电荷保持部116保持的电荷，以执行复位。像素复位部103将电源电压施加到电荷保持部116，从而将电荷排出。在这种情况下，允许保持电荷控制部113和像素连接部104导通，从而能够排出像素120的电荷保持部126的电荷。如上所述，允许像素连接部104导通，因此能够通过使用一个像素复位部103来执行多个像素的复位。
[0076]
注意，当允许像素复位部103导通时，保持电荷控制部113导通，从而使第二电荷保持部117复位。类似地，像素复位部103、保持电荷控制部113、像素连接部104和保持电荷控制部123导通，从而使第二电荷保持部127复位。
[0077]
像素140和150、像素复位部106、以及像素连接部107的构造类似于上述像素110等的构造，因此省略对它们的说明。
[0078]
[水平驱动部的构造]
[0079]
图3是示出根据本技术的实施例的水平驱动部300的构造示例的图。水平驱动部300包括电压源301、mos晶体管302、相关双采样(cds：correlated double sampling)部320、以及水平传输部330。mos晶体管302被布置在连接到水平驱动部300的每个信号线102中。这些mos晶体管302的栅极电极共同连接到电压源301的输出端。此外，mos晶体管302的漏极电极各自连接到信号线102，并且它们的源极电极接地。
[0080]
电压源301将预定电压施加到mos晶体管302的栅极电极。
[0081]
mos晶体管302构成恒流电源，并作为图2中所示的信号生成部114的负载进行工作。与由电压源301施加的电压对应地，电流在mos晶体管302中流动。
[0082]
相关双采样部320对从像素阵列部100输出的图像信号执行相关双采样。在相关双采样中，在通过使用图2中所示的像素复位部103进行复位时，在图像信号与作为来自像素110的输出的复位电压之间产生差分，从而去除每个像素中的固有图案噪声。相关双采样之
后的图像信号被输出到水平传输部330。
[0083]
水平传输部330把从相关双采样部320输出的图像信号水平地传送，并将图像信号输出到自动增益控制部400。在水平传送中，例如，该图中所示的与最左边的信号线102相对应的图像信号到与最右边的信号线102相对应的图像信号依次输出。
[0084]
注意，相关双采样部320是权利要求中所述的处理电路的示例。
[0085]
[入射光量与图像信号电压之间的关系]
[0086]
图4是示出根据本技术的第一实施例的入射光量与图像信号电压之间的关系的示例的图。该图中示出了在转换效率不同的情况下，入射光量与图像信号电压之间的关系。该图中所示的曲线701和702分别示出了在转换效率高的情况下和在转换效率低的情况下，入射光量与图像信号电压之间的关系。此外，曲线703示出了噪声电压。
[0087]
如曲线701中所示，在转换效率高的情况下，能够以相对低的入射光量获得高的图像信号电压。该过程允许在低照度环境中提高可视性。然而，在入射光量增加并且图像信号电压达到该图中所示的饱和电压时，图像信号电压不再增加，并且图像质量降低。另一方面，如曲线702中所示，在转换效率低的情况下，能够获得在较宽范围内与入射光量成比例的电压的图像信号。然而，在入射光量低的区域中，信噪比变劣，并且引起了图像质量的劣化。为了解决上面的问题，如上所述，在像素110等中执行转换效率的切换。此外，当在宽范围内防止针对于入射光量的图像信号电压出现饱和的同时，防止了信噪比的变劣。
[0088]
[图像信号生成处理]
[0089]
图5是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的示例的图。该图示出了图2所示的像素110和120中的图像信号的生成处理。此外，该图中所示的处理表示了在由光电转换部111等产生的电荷仅被布置于该同一像素中的电荷保持部116等保持的情况下的示例。在该图中，rst1表示复位信号线rst1的信号。cec1和cec2分别表示转换效率切换信号线cec1和cec2的信号。tr1和tr2分别表示传输门信号线tr1和tr2的信号。sel1和sel2分别表示选择信号线sel1和sel2的信号。fdc2表示浮动扩散部连接信号线fdc2的信号。在上面，二值化波形的值“1”的周期相当于接通信号的输入周期。此外，该图中的cds部输入表示相关双采样部320的输入信号。
[0090]
在t0至t1中，接通信号未施加到所有信号线，并且电荷传输部112等被保持为不导通状态。在这种情况下，在光电转换部111和121中进行光电转换，并且由光电转换部111和121保持所产生的电荷。
[0091]
在t1至t2中，从布置于包含像素110的行中的像素输出图像信号，因此，在选择信号线sel1中输入接通信号。该过程允许选择部115导通。注意，在t1至t6中都输入选择信号线sel1的接通信号。
[0092]
在t2至t3中，从复位信号线rst1输入接通信号，并且像素复位部103导通。该过程允许电荷保持部116复位。在这种情况下，从像素110输出复位电压，并且将该复位电压输入到相关双采样部320中。在该图中，上述这个用“a1”表示。对布置于包含像素110的行中的所有像素执行该复位。
[0093]
在t3至t4中，停止将接通信号输入到复位信号线rst1。
[0094]
在t4至t5中，从传输门信号线tr1输入接通信号，并且电荷传输部112导通。通过该过程，由光电转换部111产生并保持的电荷被传输到电荷保持部116。在这种情况下，图像信
号从像素110输出并被输入到相关双采样部320中。在该图中，上述这个用“b1”表示。然后，在相关双采样部320中执行计算“b1
‑
a1”，并执行相关双采样。对布置于包含像素110的行中的所有像素都执行图像信号的输出。
[0095]
在t5至t6中，停止将接通信号输入到传输门信号线tr1。通过该过程，开始新的曝光时段，并且开始保持光电转换部111中产生的电荷。
[0096]
在t6至t7中，停止将接通信号输入到选择信号线sel1，并且布置于包含像素110的行中的像素中的图像信号输出处理结束。
[0097]
在t7至t8中，从布置于包含像素120的行中的像素输出图像信号，因此，在选择信号线sel2中输入接通信号。通过该过程，选择部125被保持在导通状态。注意，在t7至t12中都输入选择信号线sel2的接通信号。
[0098]
在t8至t9中，从复位信号线rst1、转换效率切换信号线cec1和浮动扩散部连接信号线fdc2输入接通信号。结果，像素复位部103、保持电荷控制部113和像素连接部104导通。该过程允许电荷保持部126复位。在这种情况下，复位电压“a2”从像素120输出，并且被输入到相关双采样部320。注意，电荷保持部116和第二电荷保持部117也同时被复位。对布置于包含像素120的行中的所有像素都执行该复位。
[0099]
在t9至t10中，停止在复位信号线rst1、转换效率切换信号线cec1和浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号。
[0100]
在t10至t11中，从传输门信号线tr2输入接通信号，此外，电荷传输部122导通。通过该过程，由光电转换部121产生并保持的电荷被传输到电荷保持部126。在这种情况下，图像信号“b2”从像素120输出并被输入到相关双采样部320。然后，在相关双采样部320中执行计算“b2
‑
a2”，并执行相关双采样。对布置于包含像素120的行中的所有像素都执行图像信号的输出。
[0101]
在t11至t13中，停止在传输门信号线tr2中输入接通信号(t11至t12)，此外，停止在选择信号线sel2中输入接通信号(t12至t13)。通过该过程，在布置于包含有像素120的行中的像素中的图像信号输出处理结束。
[0102]
如上所述，能够在像素110和120中执行图像信号的生成和输出。此外，对布置于像素阵列部100的所有行中的像素都执行类似的处理。该过程允许获得一个屏幕的图像信号。在该图中，光电转换部111等产生的电荷仅由电荷保持部116保持，以生成图像信号，因此，能够提高转换效率。注意，如图所示，如下的摄像系统被称为卷帘系统：在该摄像系统中，在改变布置于像素阵列部100中的像素的各行中的时刻的同时，顺序地执行曝光以及图像信号的生成和输出。
[0103]
[图像信号生成处理(电荷保持部的两倍电容)]
[0104]
图6是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的另一示例的图。该图示出了与图5中所示的情况相比，电荷保持部116等的电容在表观值上增加至两倍、并且已经由光电转换部111等产生的电荷被保持的示例。
[0105]
该图中所示的处理与图5中所示的处理的不同之处在于以下几点。第一，在t1至t6中，在转换效率切换信号线cec1中输入接通信号。此外，在t7至t12中，在浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号。
[0106]
在t2至t3中，在复位信号线rst1和转换效率切换信号线cec1中输入接通信号，此
外，像素复位部103和保持电荷控制部113导通。该过程除了电荷保持部116被复位之外，还允许第二电荷保持部117被复位。
[0107]
在t4至t5中，在转换效率切换信号线cec1和传输门信号线tr1中输入接通信号，此外，保持电荷控制部113和电荷传输部112导通。该过程允许由光电转换部111产生的电荷被电荷保持部116和第二电荷保持部117保持。
[0108]
在t10至t11中，在浮动扩散部连接信号线fdc2和传输门信号线tr2中输入接通信号，此外，像素连接部104和电荷传输部122导通。该过程允许由光电转换部121产生的电荷被电荷保持部126和第二电荷保持部117保持。
[0109]
除了上述之外的处理类似于图5中所示的处理，因此省略其说明。
[0110]
如上所述，在像素110中，电荷保持部116和第二电荷保持部117保持由光电转换部111产生的电荷。在像素120中，电荷保持部126和第二电荷保持部117保持由光电转换部121产生的电荷。在电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117的各个电容彼此相等的情况下，获得与电荷保持部116和126的电容增加为两倍的情况下的效果相同的效果。因此，与图5中所示的处理相比，像素的转换效率能够分为两半。
[0111]
[图像信号生成处理(电荷保持部的三倍电容)]
[0112]
图7是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的又一示例的图。该图示出了与图5中所示的情况相比，电荷保持部116等的电容增加至三倍、并且已经由光电转换部111等产生的电荷被保持的示例。
[0113]
该图中所示的处理与图5中所示的处理的不同之处在于以下几点。首先，在t1至t6中，在转换效率切换信号线cec1和浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号。此外，在t7至t12中，在转换效率切换信号线cec1和浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号。
[0114]
在t2至t3中，在复位信号线rst1、转换效率切换信号线cec1和浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号，此外，像素复位部103、保持电荷控制部113和像素连接部104导通。该过程允许电荷保持部116和第二电荷保持部117和127被复位。
[0115]
在t4至t5中，在转换效率切换信号线cec1、传输门信号线tr1和浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号，此外，保持电荷控制部113、电荷传输部112和像素连接部104导通。该过程允许已经由光电转换部111产生的电荷被保持在电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117中。
[0116]
在t10至t11中，在转换效率切换信号线cec1、浮动扩散部连接信号线fdc2和传输门信号线tr2中输入接通信号，此外，第二电荷保持部117、像素连接部104和电荷传输部122导通。该过程允许已经由光电转换部121产生的电荷被保持在电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117中。
[0117]
除了上述之外的处理类似于图5中所示的处理，因此，省略其说明。
[0118]
如上所述，在像素110和120中，电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117保持由光电转换部111等产生的电荷。通过该过程，获得与电荷保持部116和126的电容增加为三倍的情况下的效果相同的效果。与图5中所示的处理相比，像素的转换效率能够是三分之一。
[0119]
[图像信号生成处理(电荷保持部的四倍电容)]
[0120]
图8是示出根据本技术的第一实施例的摄像设备10的处理的再一示例的图。该图
示出了与图5中所示的情况相比，电荷保持部116等的电容增加至四倍、并且已经由光电转换部111等产生的电荷被保持的示例。
[0121]
该图中所示的处理与图5中所示的处理的不同之处在于以下几点。首先，在t1至t6中，在转换效率切换信号线cec1和cec2以及浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号。此外，在t7至t12中，在转换效率切换信号线cec1和cec2以及浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号。
[0122]
在t2至t3中，在复位信号线rst1、转换效率切换信号线cec1和cec2、以及浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号，此外，像素复位部103、保持电荷控制部113和123、以及像素连接部104导通。该过程允许电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117和127被复位。
[0123]
在t4至t5中，在传输门信号线tr1、转换效率切换信号线cec1和cec2、以及浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号，此外，电荷传输部112、保持电荷控制部113和123、以及像素连接部104导通。该过程允许已经由光电转换部111产生的电荷被保持在电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117和127中。
[0124]
在t8至t9中，在复位信号线rst1、转换效率切换信号线cec1和cec2、以及浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号，此外，像素复位部103、保持电荷控制部113和123、以及像素连接部104导通。该过程允许电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117和127被复位。
[0125]
在t10至t11中，在传输门信号线tr2、转换效率切换信号线cec1和cec2、以及浮动扩散部连接信号线fdc2中输入接通信号，此外，电荷传输部122、保持电荷控制部113和123、以及像素连接部104导通。该过程允许已经由光电转换部121产生的电荷被保持在电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117和127中。
[0126]
除了上述之外的处理类似于图5中所示的处理，因此省略其说明。
[0127]
如上所述，在像素110和120中，电荷保持部116和126以及第二电荷保持部117和127保持由光电转换部111等产生的电荷。通过该过程，获得与电荷保持部116和126的电容增加为四倍的情况下的效果相同的效果。与图5中所示的处理相比，像素的转换效率能够是四分之一。
[0128]
[入射光量与图像信号电压之间的关系]
[0129]
图9是示出根据本技术的第一实施例的入射光量与图像信号电压之间的关系的另一示例的图。该图示出了采用图5至图8中所说明的处理并且转换效率以四个阶段进行切换的示例。
[0130]
在入射光量小的情况下，执行图5中所示的处理。通过该过程，获得曲线704中所示的最高转换效率。在入射光量增加并且图像信号电压到达饱和电压之前，处理方式变为图6中所示的处理(电荷保持部的两倍电容)。通过该过程，获得曲线705中所示的转换效率。类似地，处理方式依次变为图7中所示的处理(电荷保持部的三倍电容)和图8中所示的处理(电荷保持部的四倍电容)。图1中所示的控制部600基于水平驱动部300输出的图像信号来控制垂直驱动部200，从而实现上述目的。
[0131]
通过该过程，转换效率变为曲线706和707所示的那些。如上所述，在防止图像信号电压出现饱和电压的同时能够获得宽的动态范围。此外，由于转换效率以多个阶段进行切
换，因此，切换前后的图像信号电压的变化量变小。该过程允许减轻图像质量的降低。
[0132]
[像素的构造]
[0133]
图10是示出根据本技术的第一实施例的像素的构造示例的示意性顶视图。该图是示意性示出形成在半导体基板中的像素110和120的扩散层、栅极电极和布线的构造示例的图。在该图中，假设像素110和120形成在p型半导体阱区中。为了方便起见，关于像素110的各部分与信号线101等之间的布线，省略其说明。
[0134]
首先，将说明像素110的构造。在像素110的左下部布置光电转换部111的n型半导体区域199。在形成于n型半导体区域199与p型阱区之间的pn结部分中，执行光电转换。此外，所产生的电荷保持在n型半导体区域199中。在光电转换部111的右上部布置电荷传输部112的栅极电极195。注意，栅极电极可以由多晶硅构成，并且能够经由栅极氧化膜形成在半导体基板的表面上。电荷保持部116与栅极电极195相邻布置。电荷保持部116由形成在阱区中的n型半导体区域(浮动扩散部)构成。注意，电荷传输部112相当于分别用n型半导体区域199和电荷保持部116作为源极电极和漏极电极的mos晶体管。用于构成与电荷保持部116相邻的保持电荷控制部113的栅极电极193及保持电荷控制部113的漏极电极的n型半导体区域192依次布置着。注意，电荷保持部116相当于保持电荷控制部113的源极电极。
[0135]
第二电荷保持部117被布置在保持电荷控制部113右侧。以与上述栅极电极类似的方式，第二电荷保持部117能够由多晶硅构成，并且经由栅极氧化膜形成在半导体基板的表面上。此外，第二电荷保持部117构成该第二电荷保持部117与阱区之间的电容器。第二电荷保持部117经由布线183连接到保持电荷控制部113的n型半导体区域192。该布线例如能够由金属构成。
[0136]
此外，在光电转换部111的右侧依次布置有：用于构成信号生成部114的漏极电极的n型半导体区域191、信号生成部114的栅极电极189、以及用于构成信号生成部114的源极电极的n型半导体区域188。此外，与n型半导体区域188相邻的选择部115的栅极电极187和用于构成选择部115的源极电极的n型半导体区域186依次布置着。注意，n型半导体区域188兼作选择部115的漏极电极。信号生成部114的栅极电极189经由布线182连接到电荷保持部116。栅极电极189经由布线182连接到电荷保持部116。
[0137]
像素复位部103被布置在像素110附近。在该图中，像素复位部103被布置在像素110的左上部。在像素复位部103中，形成有用于构成漏极电极的n型半导体区域193、栅极电极197、以及用于构成源极电极的n型半导体区域196，并且它们按此顺序相邻地构成。n型半导体区域196经由布线184连接到电荷保持部116。
[0138]
即使在像素120中，以与像素110类似的方式，布置有光电转换部121、电荷传输部122、保持电荷控制部123、信号生成部124、选择部125、电荷保持部126和第二电荷保持部127。
[0139]
像素连接部104被布置在像素120附近。此外，以与像素复位部103中类似的方式，像素连接部104被布置在像素120的左上部。在像素连接部104中，形成了用于构成漏极电极的n型半导体区域181、栅极电极179、以及用于构成源极电极的n型半导体区域178，并且它们按此顺序相邻地构成。以与像素复位部103的n型半导体区域196中类似的方式，n型半导体区域178连接到电荷保持部126。此外，n型半导体区域181经由布线185连接到像素110的保持电荷控制部113的n型半导体区域192。
[0140]
如上所述，像素复位部103和像素连接部104能够分别通过使用具有基本相同形状的mos晶体管来构成。通过该过程，能够使像素复位部103和像素连接部104的特性相同。此外，像素110和像素复位部103能够具有与像素120和像素连接部104的形状基本相同的形状。这能够使像素110和120的特性相同，同时，能够在各像素中以相同的方式构成半导体基板的扩散层。
[0141]
图11是示出根据本技术的第一实施例的像素的构造的另一示例的示意性顶视图。该图中示出的像素110等与图10中所示的像素110的不同之处在于，像素复位部103和保持电荷控制部113被替换地布置而成。用于构成保持电荷控制部113的漏极电极的n型半导体区域194通过布线176连接到电荷保持部116。用于构成保持电荷控制部113的源极电极的n型半导体区域192通过布线175连接到第二电荷保持部117。此外，n型半导体区域192通过布线177连接到像素连接部104的n型半导体区域181。
[0142]
在该图所示的示例中，保持电荷控制部113和像素连接部104分别通过使用具有基本相同形状的mos晶体管来构成。此外，像素110和保持电荷控制部113具有与像素120和像素连接部104的形状基本相同的形状。通过该过程，保持电荷控制部113和像素连接部104能够被配置成具有基本相同的特性。此外，能够使像素110和像素120的特性相同。
[0143]
如上所述，根据本技术的第一实施例，分别布置于像素110和120中的电荷保持部116和126利用像素连接部104而被连接起来。通过该过程，使得由一个光电转换部产生的电荷能够被保持在电荷保持部116和126中。通过该过程，能够在防止像素面积增大的同时改变电荷保持部的电容，并且能够切换转换效率。
[0144]
[变形例]
[0145]
根据上述第一实施例，像素连接部104和电荷保持部116是经由保持电荷控制部113而被连接的。相反地，像素连接部104可以直接连接到电荷保持部116。本技术的第一实施例的变形例与上述第一实施例的不同之处在于：像素连接部104和电荷保持部116彼此直接连接。
[0146]
[像素阵列部100的构造]
[0147]
图12是示出根据本技术的第一实施例的变形例的像素阵列部100的构造示例的图。该图中所示的像素阵列部100与图2中所示的像素阵列部100的不同之处在于，像素连接部104的漏极电极连接到信号生成部114的栅极电极。即使在该图所示的像素阵列部100中，电荷保持部的电容也能够以四个阶段发生变化。将在举例说明像素110的同时说明这种情况。在允许电荷传输部112导通的时候进一步允许保持电荷控制部113导通的情况下，电荷保持部的电容可以增加至两倍。在除了允许保持电荷控制部113导通之外还允许像素连接部104导通的情况下，电荷保持部的电容可以增加至三倍。在允许保持电荷控制部113和123以及像素连接部104导通的情况下，电荷保持部的电容可以增加至四倍。
[0148]
如上所述，根据本技术的第一实施例的变形例，电荷保持部116和像素连接部104能够在不利用保持电荷控制部113的情况下连接。此外，能够消除保持电荷控制部113的导通电阻的影响。
[0149]
<2.第二实施例>
[0150]
根据上述第一实施例，由光电转换产生的电荷是被两个像素的电荷保持部保持着。此外，上述电荷可以被三个以上像素的电荷保持部保持。因此，根据本技术的第二实施
例，电荷被三个像素的电荷保持部保持。第二实施例与上述第一实施例的不同之处在于，同时保持电荷的电荷保持部的数量是三个。
[0151]
[像素阵列部100的构造]
[0152]
图13是示出根据本技术的第二实施例的像素阵列部100的构造示例的图。该图中所示的像素阵列部100与图2中所示的像素阵列部100的不同之处在于，还包括像素130和160以及像素连接部105和108。像素130包括光电转换部131、电荷传输部132、保持电荷控制部133、信号生成部134、选择部135、电荷保持部136和第二电荷保持部137。它的构造类似于像素110的构造，因此省略其说明。此外，甚至在像素160中，它的构造也类似于像素110的构造，因此，也省略其说明。此外，甚至像素连接部105和108各自均具有与像素连接部104类似的构造。
[0153]
在该图所示的像素阵列部100中，三个像素的电荷保持部被配置为通过使用两个像素连接部链接在一起。在这种情况下，电荷保持部的电容可以以六个阶段发生变化。在电容增加至五倍的情况下，在允许电荷传输部112导通的时候还允许保持电荷控制部113和123以及像素连接部104和105导通。在电容增加至六倍的情况下，除了上述之外，还允许保持电荷控制部133导通。该过程允许转换效率以六个阶段发生变化。
[0154]
除了上述之外的摄像设备10的构造类似于根据本技术的第一实施例的摄像设备10的构造，因此省略其说明。
[0155]
如上所述，根据本技术的第二实施例，通过使用三个像素，转换效率可以以六个阶段发生变化。此外，能够减轻在改变转换效率时所伴随而来的图像质量的降低。
[0156]
<3.第三实施例>
[0157]
根据上述第一实施例，采用卷帘系统作为摄像方式。相反，根据本技术的第三实施例，采用全局快门系统。第三实施例与上述第一实施例的不同之处在于，摄像方式是全局快门系统。
[0158]
[像素阵列部100的构造]
[0159]
图14是示出根据本技术的第三实施例的像素阵列部100的构造示例的图。该图中所示的像素110与图2中所示的像素110的不同之处在于，还包括第二电荷传输部119和辅助电荷保持部118。例如，能够使用n沟道mos晶体管作为第二电荷传输部119。此外，例如，能够使用用于构成第二电荷传输部119的漏极电极的n型半导体区域作为辅助电荷保持部118。此外，在信号线101中，还布置有将接通信号传送到第二电荷传输部119的传输信号线trx。
[0160]
第二电荷传输部119被布置在光电转换部111与电荷传输部112之间。具体地，光电转换部111的阴极电极连接到第二电荷传输部119的源极电极。第二电荷传输部119的栅极电极连接到传输信号线trx1，并且第二电荷传输部119的漏极电极连接到电荷传输部112的源极电极和辅助电荷保持部118的一端。辅助电荷保持部118的另一端接地。除了上述之外的像素110的构造类似于图2中所示的像素110的构造，因此省略其说明。
[0161]
以与像素110中类似的方式，像素120还包括第二电荷传输部129和辅助电荷保持部128。以上的布置类似于上述像素110的布置，因此省略其说明。
[0162]
在全局快门系统的情况中，在布置于像素阵列部100中的所有像素中同时执行曝光。然后，依次执行每行中的图像信号的输出。为了方便起见，假设不执行cds，并且将会说明具体处理。在经过预定的曝光时段之后，将接通信号输入到像素复位部103、电荷传输部
112和122、保持电荷控制部113、以及像素连接部104，于是以上各部分导通。通过该过程，电荷保持部116和126以及辅助电荷保持部118和128复位。在复位之后，停止向像素复位部103等输入接通信号。
[0163]
接着，将接通信号输入第二电荷传输部119和129，于是以上各部分导通。通过该过程，光电转换部111和121保持的电荷分别被传输到辅助电荷保持部118和128。在电荷传输之后，停止向第二电荷传输部119和129输入接通信号。此外，基于上述来开始新的曝光时段，并且光电转换部111和121开始保持所产生的电荷。
[0164]
接着，接通信号被输入到电荷传输部112，于是电荷传输部112导通。通过该过程，辅助电荷保持部118保持的电荷被传输到电荷保持部116。在这种情况下，允许保持电荷控制部113和像素连接部104导通，从而使电荷保持部的电容增至三倍。此外，图像信号由信号生成部114生成，并经由选择部115输出。在停止向电荷传输部112输入接通信号之后，将接通信号输入到电荷传输部122，于是电荷传输部122导通。通过该过程，辅助电荷保持部128保持的电荷被传输到电荷保持部126。在这种情况下，允许保持电荷控制部113和像素连接部104导通，从而使电荷保持部的电容增至三倍。此外，图像信号由信号生成部124生成，并经由选择部125输出。
[0165]
如上所述，根据全局快门系统，在布置于像素阵列部100中的所有像素中，光电转换部111等产生的电荷同时被传输到辅助电荷保持部118等。通过该过程，能够在布置于像素阵列部100中的所有像素中同时执行曝光。与卷帘系统相比，能够减少图像的失真。
[0166]
除了以上部分之外的摄像设备10的构造类似于根据本技术的第一实施例的摄像设备10的构造，因此省略其说明。
[0167]
如上所述，根据本技术的第三实施例，通过使用全局快门系统来进行摄像，从而减少了图像的失真。
[0168]
<4.第四实施例>
[0169]
根据上述第一实施例，在像素中布置有一个光电转换部。相反，根据本技术的第四实施例，在像素中布置多个光电转换部。第四实施例与上述第一实施例的不同之处在于，布置有多个光电转换部，并且它们共享电荷保持部。
[0170]
[像素阵列部100的构造]
[0171]
图15是示出根据本技术的第四实施例的像素阵列部100的构造示例的图。图中所示的像素110与图2中所示的像素110的不同之处在于，还包括光电转换部171和电荷传输部172。此外，在信号线101中，布置有分别向电荷传输部112和172传送接通信号的传输信号线tra和trb以代替传输门信号线tr。
[0172]
光电转换部171的阴极电极连接到电荷传输部172的源极电极，并且光电转换部171的阳极电极接地。电荷传输部112和172的栅极电极分别连接到传输信号线tra1和trb1。电荷传输部112和172的漏极电极共同连接到电荷保持部116的一端。像素110除了以上部分之外的构造类似于图2中所示的像素110的构造，因此省略其说明。
[0173]
以与像素110中类似的方式，像素120还包括光电转换部173和电荷传输部174。像素120中的以上部分的布置类似于上述像素110中的以上部分的布置，因此，省略其说明。
[0174]
该图中所示的像素110具有以下构造：其中，光电转换部111和电荷传输部112以及光电转换部171和电荷传输部172共享电荷保持部116和信号生成部114。此外，通过使用卷
帘系统进行处理。具体地，在经过预定的曝光时段之后，使电荷保持部116复位。此外，电荷传输部112导通，并且光电转换部111产生的电荷被传输到电荷保持部116。图像信号由信号生成部114生成，并经由选择部115输出，然后，电荷保持部116再次复位。接着，电荷传输部172导通，并且光电转换部171产生的电荷被传输到电荷保持部116。此外，图像信号由信号生成部114生成，并经由选择部115输出。注意，电荷传输部112和172导通，并且由光电转换部111和171产生的电荷被电荷保持部116保持。在这种情况下，允许保持电荷控制部113和像素连接部104导通，从而使电荷保持部的电容增至三倍。
[0175]
像素120中的处理类似于像素110中的处理，因此，省略其说明。如上所述，在一个像素中布置多个光电转换部，并且同时共享电荷保持部等。通过该过程，能够简化像素阵列部100的构造。
[0176]
摄像设备10除了以上之外的构造类似于根据本技术的第一实施例的摄像设备10的构造，因此，省略其说明。
[0177]
如上所述，根据本技术的第四实施例，即使在使用包括多个光电转换部的像素的情况下，也能够执行转换效率的改变。
[0178]
如上所述，在本技术的实施例中，布置于多个像素中的所有电荷保持部被连接。此外，由一个光电转换部产生的电荷被电荷保持部116和126保持。通过该过程，能够在防止像素面积增大的同时切换转换效率，并且还能够扩大像素的动态范围。
[0179]
上述实施例是用于实施本技术的示例，并且实施例中的内容各自与权利要求中的公开特定内容具有对应关系。类似地，实施例中的内容和权利要求中用相同名称表示的公开特定内容具有彼此对应的关系。然而，本技术不限于这些实施例，并且在不脱离本技术的精神的情况下，可以在本技术的范围内进行实施例的各种修改。
[0180]
上述实施例中的说明的处理顺序可以作为具有一系列序列的方法来处理，或者可以作为用于使计算机执行一系列序列的程序和存储该程序的记录介质来处理。作为记录介质，例如，能够使用光盘(cd：compact disc)、迷你盘(md：minidisc)、数字多功能盘(dvd：digital versatile disc)、存储卡和蓝光光盘(注册商标)。
[0181]
此外，本说明书中说明的效果不是限制性的，而仅仅是示例，并且可以存在其他效果。
[0182]
此外，本技术也可以如下构成。
[0183]
(1)一种固体摄像装置，其包括：
[0184]
多个像素，所述多个像素各自包括：产生与照射光对应的电荷的光电转换部、保持所述产生的电荷的电荷保持部、以及生成与所述保持的电荷对应的信号以作为图像信号的信号生成部；
[0185]
像素连接部，所述像素连接部在所述多个像素的各个所述电荷保持部之间导通，由此允许由所述多个像素中的一个像素的所述光电转换部产生的电荷被所述多个像素的每一个所述电荷保持部保持；以及
[0186]
像素复位部，当所述像素连接部在所述多个像素的各个电荷保持部之间导通时，所述像素复位部将所述多个像素的各个电荷保持部的电荷排出且复位。
[0187]
(2)根据(1)所述的固体摄像装置，其中
[0188]
所述多个像素各自还包括：
[0189]
第二电荷保持部，其保持所述产生的电荷；和
[0190]
保持电荷控制部，其在所述电荷保持部与所述第二电荷保持部之间导通，由此允许所述产生的电荷被所述电荷保持部和所述第二电荷保持部保持。
[0191]
(3)根据(2)所述的固体摄像装置，其中
[0192]
当所述像素复位部排出所述电荷保持部的电荷时，所述保持电荷控制部在所述电荷保持部与所述第二电荷保持部之间导通，从而排出所述第二电荷保持部的电荷。
[0193]
(4)根据(1)～(3)中任一项所述的固体摄像装置，其中
[0194]
所述像素连接部和所述像素复位部分别由具有基本相同形状的mos晶体管构成。
[0195]
(5)根据(1)～(4)中任一项所述的固体摄像装置，其中
[0196]
所述像素复位部连接到所述多个像素中的一个像素的电荷保持部，并且
[0197]
所述像素连接部被布置在所述多个像素中的除了与所述像素复位部连接的所述一个像素之外的另一个像素附近，并且同时，所述另一个像素和所述像素连接部被形成为具有跟与所述像素复位部连接的所述一个像素及所述像素复位部的形状基本相同的形状。
[0198]
(6)根据(1)～(5)中任一项所述的固体摄像装置，其中
[0199]
所述像素连接部在所述多个像素中的相邻像素的电荷保持部之间导通。
[0200]
(7)根据(1)～(6)所述的固体摄像装置，其中
[0201]
所述多个像素各自还包括：辅助电荷保持部，所述辅助电荷保持部保持所述产生的电荷，并且所述电荷保持部保持由所述辅助电荷保持部保持的电荷。
[0202]
(8)根据(1)～(6)所述的固体摄像装置，其中
[0203]
所述多个像素各自包括多个所述光电转换部，并且由所述多个光电转换部中的一个产生的电荷被各个所述电荷保持部保持。
[0204]
(9)一种固体摄像装置，其包括：
[0205]
多个像素，所述多个像素各自包括：产生与照射光对应的电荷的光电转换部、保持所述产生的电荷的电荷保持部、以及生成与所述保持的电荷对应的信号以作为图像信号的信号生成部；
[0206]
多个像素连接部，所述像素连接部使所述多个像素中的两个像素的多个所述电荷保持部之间导通，由此允许由所述两个像素中的一个像素的所述光电转换部产生的电荷被所述两个像素的每一个所述电荷保持部保持；以及
[0207]
像素复位部，当所述多个像素连接部在所述多个像素的各个电荷保持部之间导通时，所述像素复位部将所述多个像素的各个电荷保持部的电荷排出且复位。
[0208]
(10)一种摄像设备，其包括：
[0209]
多个像素，所述多个像素各自包括：产生与照射光对应的电荷的光电转换部、保持所述产生的电荷的电荷保持部、以及生成与所述保持的电荷对应的信号以作为图像信号的信号生成部；
[0210]
像素连接部，所述像素连接部在所述多个像素的多个所述电荷保持部之间导通，由此允许由所述多个像素中的一个像素的所述光电转换部产生的电荷被所述多个像素的每一个所述电荷保持部保持；以及
[0211]
像素复位部，当所述像素连接部在所述多个像素的各个电荷保持部之间导通时，所述像素复位部将所述多个像素的各个电荷保持部的电荷排出且复位；以及
[0212]
处理电路，其处理所述产生的图像信号。
[0213]
附图标记列表
[0214]
10 摄像设备
[0215]
100 像素阵列部
[0216]
103、106 像素复位部
[0217]
104、105、107、108 像素连接部
[0218]
110、120、130、140、150、160 像素
[0219]
111、121、131、171、173 光电转换部
[0220]
112、122、132、172、174 电荷传输部
[0221]
113、123、133 保持电荷控制部
[0222]
114、124、134 信号生成部
[0223]
115、125、135 选择部
[0224]
116、126、136 电荷保持部
[0225]
117、127、137 第二电荷保持部
[0226]
118、128 辅助电荷保持部
[0227]
119、129 第二电荷传输部
[0228]
200 垂直驱动部
[0229]
300 水平驱动部
[0230]
301 电压源
[0231]
302 mos晶体管
[0232]
320 cds部
[0233]
330 水平传输部
[0234]
400 agc部
[0235]
500 adc部
[0236]
600 控制部